노화로 뇌막에 당 쌓여 뇌기능 방애…장애 유발한다

KAIST 김필남·정용 교수팀, 당 축적에 따른 뇌막 노후과정 첫 규명
“뇌막, 당 축적으로 뇌 피질 감싸는 ‘방어벽’으로의 기능 장애 발생”
“뇌막 등 인체 전반에 쌓이는 당 제거하기 위한 연구개발 진행 중”

연구 결과 모식도. 한국과학기술원(KAIST) 제공

 
노화 때문에 당이 뇌를 감싸고 있는 ‘뇌막’(뇌수막)에 축적되면서 뇌 장애를 유발한다는 것이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다.

이는 뇌막이 당 축적으로 뇌 피질을 감싸는 ‘방어벽’으로의 기능에 장애가 일어나기 때문이라는 것이 연구진의 지적이다.

한국과학기술원(KAIST) 바이오및뇌공학과 김필남‧정용 교수팀은 노화 때문에 당이 뇌를 감싼 뇌막에 축적되면서 발생하는 뇌막의 변화를 확인했다고 15일 밝혔다.

이번 연구는 KAIST 바이오및뇌공학과 김효민 박사과정 학생과 김신흔 박사가 공동 제1 저자로 참여했다.

뇌를 감싸는 얇은 막인 뇌막은 뇌척수액과 피질의 경계에 존재하면서 뇌를 보호한다. 뇌척수액과 직접 맞닿은 뇌막은 주로 ‘콜라젠’이라는 세포외기질 단백질과 이 단백질을 생산하는 세포인 ‘섬유아세포’로 이뤄져 있다.

당이 흡착된 콜라젠 단백질과 섬유아세포가 붙으면 콜라젠 생산기능이 떨어지는 동시에 콜라젠 분해 효소 발현이 높아지면서 뇌막은 지속해 얇아지고 붕괴된다.

연구팀은 고령자의 뇌막에 당 분자가 과도하게 축적된 사실과 생쥐 모델에서도 나이에 따른 당 축적이 이뤄지는 것을 확인했다. 

이번 연구에서는 뇌막이 노화로 인해 생기는 기능이상이 뇌 속 '남아도는 당'에 의해 유도됨을 밝혀냈다. 

노화 때문에 뇌막이 얇아지고 끈적해지면서 뇌척수액과 뇌피질의 물질교환은 감소하고, 뇌기능 방해를 유발한다. 

노화가 진행될수록 몸속에 당이 축적되고 이렇게 축적된 당은 노화 연관 염증, 혈관질환 등 다양한 질환의 원인 물질이 된다. 

뇌막 자체에 초점을 둬 당 축적에 따른 뇌막 변성·기능 장애를 확인한 것은 이번 연구가 처음이며 이는 뇌 질환 연구에서의 새로운 치료접근을 제시할 것으로 기대되고 있다고 연구팀은 설명했다. 

김필남 교수 연구팀은 이러한 뇌막을 비롯한 인체 전반적으로 쌓이는 당을 제거하기 위한 연구개발을 진행 중이다, 

김필남 교수는 “인체에서 단백질과 당이 만나서 형성되는 찌꺼기인 최종당화산물은 대식세포에 의해 일부 제거되지만 콜라겐과 같은 세포외기질 단백질과 결합한 당화산물은 자연적으로는 제거되기 어렵다”면서 “몸속 당 찌꺼기 제거를 위한 헬스케어 의료기기 개발에 힘쓸 것”이라고 말했다. 

이번 연구는 국제 학술지 ‘노화하는 세포’(Aging Cell) 온라인판에 지난달 28일 자로 실렸다.

이승구 온라인 뉴스 기자 lee_owl@segye.com